Diferenciál

Diferenciál je soukolí, které umožňuje dvěma kolům hnané nápravy otáčet se různou rychlostí a přitom mezi nimi sdílet výkon motoru. Patří k tichým samozřejmostem hnacího ústrojí: bez něj by byla vnitřní i vnější kola nucena otáčet se stejně rychle, což je při zatáčení nemožné, neboť vnější kolo musí urazit delší dráhu. Diferenciál tento rozpor řeší a nechává každé kolo otáčet se tak rychle, jak vyžaduje jeho dráha, a přitom obě stále pohání.

Klasický otevřený diferenciál toho dosahuje kompaktní soustavou kuželových ozubených kol. Točivý moment přichází k talíři, který je přišroubován k unašeči; uvnitř unašeče zabírají malá pavoučí, neboli satelitní kola s bočními koly připojenými k jednotlivým poloosám. Při jízdě přímo se celá soustava otáčí jako jeden celek a obě kola se točí stejně. Při zatáčení se satelity začnou otáčet kolem vlastní osy, čímž umožní jednomu bočnímu kolu otáčet se rychleji a druhému pomaleji, přičemž rozdíl je sdílen tak, aby průměr odpovídal vstupu. Toto elegantní uspořádání nepotřebuje žádný zásah řidiče a pracuje samočinně.

Diferenciál obvykle plní druhou úlohu: závěrečné stálé převedení. Dvojice malého pastorku a velkého talíře poskytuje převodový poměr nápravy, poslední stupeň převodu mezi motorem a koly na vozovce, jenž násobí točivý moment a stanovuje, jak rychle se kardanový hřídel otáčí vůči kolům. U vozů se zadním pohonem a pohonem všech kol se tak děje v samostatné skříni nápravy, zatímco u vozů s pohonem předních kol je diferenciál vestavěn do skříně transaxlu vedle převodovky.

Velká slabost otevřeného diferenciálu je úzce spjata právě s vlastností, díky níž funguje. Protože rozděluje točivý moment rovnoměrně a jde cestou nejmenšího odporu, ztratí-li jedno kolo přilnavost na ledu, v blátě nebo jen vyvěšené nad zemí, protáčí se naprázdno a diferenciál dodá jen málo točivého momentu kolu, jež má stále trakci. Výsledkem může být vůz znehybněný s jedním kolem zbytečně se protáčejícím, zatímco druhé stojí, což je v kluzkých nebo terénních podmínkách frustrující nedostatek.

Tuto slabinu řeší několik řešení, jež definují rodinu příbuzných zařízení. Diferenciál s omezenou svorností (LSD) využívá lamel, ozubení nebo viskózní spojky a po počátku prokluzu přenáší více točivého momentu na kolo s přilnavostí. Uzávěrka diferenciálu může pevně svázat obě poloosy, aby se obě kola otáčela bez ohledu na přilnavost společně, což ocení zejména náročné terénní použití. Elektronické systémy tyto účinky napodobují přibrzděním protáčejícího se kola. Společně s nápravou, jíž slouží, a stálým převodem, který nastavuje, je diferenciál ústřední pro to, jak vůz přenese svůj výkon na vozovku, a vyvažuje potřebu volnosti v zatáčce s potřebou trakce.